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Triebwerksinstandhaltung

Foto: Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG

Endoskopische Prüf- und Reparaturverfahren

Relevant für zerstörungsfreie Prüf- und Reparaturverfahren sind vor allem das Triebwerk des Flugzeugs, und in größeren Intervallen auch die Sichtkontrolle von Fahrwerk und Treibstofftanks. Für die komplexen Anforderungen in Reparatur und Instandhaltung entwickelte SCHÖLLY wichtige Technologiemodule in enger Kooperation u.a. mit dem Triebwerkshersteller Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms "LuFo" des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie.

Problemstellung:
Verunreinigung des Kühlsystems

Durch Vulkanasche oder Sand, welche während des Betriebs in die Turbine gelangen, kann das Kühlluftsystem verunreinigt werden. Fremdpartikel setzen sich hinter der Brennkammer auf den Hochdruckleitschaufeln (NGVs) ab und schmelzen auf Grund der hohen Temperaturen. Im Laufe der Zeit können die Ablagerungen die Kühlbohrungen der NGVs verstopfen (Abbildung links). Die Schaufeln werden dadurch unzureichend gekühlt, was zu lokalem Schmelzen und somit zu einem notwendigen Austausch der NGVs führt. Die hohen Temperaturen führen außerdem zu Leistungsverlust des Triebwerks und schnellerem Materialverschleiß weiterer Komponenten im Triebwerksinneren.

 

Lösungsansatz:
Reinigung der Hochdruckleitschaufeln (NGV)

SCHÖLLY entwickelt Lösungen, die der Reinigung von Hochdruckleitschaufeln (NGV) im Triebwerk dienen. Integriert in eine Endoskoplösung können mit einer Reinigungsfunktion die Ablagerungen auf den NGVs entfernt werden. Eine zeitaufwändige und kostspielige Demontage des Triebwerks zum Tausch der Komponenten kann dadurch verhindert werden. Neben einem Kameramodul und einer LED Beleuchtung besitzt die Endoskoplösung eine zentrale Hochdruckdüse. Mit einem Wasserdruck von mehreren 100 bar können hartnäckige Verschmutzungen und Ablagerungen wirksam entfernt werden. Je nach Kundenwunsch können weitere Funktionsmodule in das Endoskop integriert werden. Die Entwicklung von automatisierten Lösungen ist möglich.

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Problemstellung:
Triebwerkskomponenten reparieren oder austauschen

Der Austausch von Komponenten in einem Triebwerk ist mit großem Aufwand verbunden. Durch den Ausbau defekter Komponenten ist das Flugzeug nicht einsatzfähig und dem Betreiber entstehen hohe Kosten. Für die Instandhaltung von Triebwerken legen die Triebwerkshersteller Reparaturvorgaben fest. Genaue Definitionen geben an, in welchem Fall eine Komponente repariert werden kann oder ausgetauscht werden muss. Größe und Position des Defekts spielen dabei eine wichtige Rolle.

Lösungsansatz:
Hochpräzises Messen von Beschädigungen

SCHÖLLY entwickelt endoskopische Lösungen, die eine hochpräzise Messung im Inneren von Triebwerken zulassen. Durch eine neuartige Messfunktion können Defektgrößen exakt bestimmt und die Vorgaben des Herstellers im Falle einer Beschädigung zuverlässig überprüft werden. Das endoskopische Messsystem ist in der Lage Beschädigungen oder Einkerbungen im Größenbereich 50 µm auf +/-5 µm genau zu bestimmen. Eine präzise Messung entscheidet darüber, ob und wie lange ein Weiterbetrieb möglich ist. 

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Problemstellung:
Triebwerksbeschädigungen durch Fremdkörper

Fremdkörper wie z.B. Überreste eines Vogelschlags, die während des Betriebs ins Innere eines Triebwerkes gelangen, werden durch die enormen Beschleunigungen zum Geschoss und können Schäden in unterschiedlichem Ausmaß anrichten (engl.: Foreign Object Damage, FOD). Da der Austausch von Triebwerkskomponenten einen hohen Zeit- und Kostenfaktor darstellt, steht die Reparatur an erster Stelle, vorausgesetzt die Sicherheit und Leistungsfähigkeit wird dadurch nicht beeinträchtigt. Reparable Schäden sind z.B. kleine Risse und Einschlagskerben an den Turbinenschaufeln. 

Lösungsansatz:
Reparatur durch Boro-Blending

SCHÖLLY ist kompetenter Technologiepartner, wenn es um die Entwicklung von Reparaturlösungen für Triebwerksbeschädigungen geht. Beschädigungen an Turbinenschaufeln können z.B. durch ein spezielles Bearbeitungsverfahren, dem sogenannten "Boro-Blending", repariert werden. Dabei wird beschädigtes Material abgetragen und die Fortsetzung des Risses und das spätere Ablösen von Material wirksam verhindert. Eine aufwändige Demontage und ein längerer Ausfall der Turbine kann damit vermieden werden.